1、數(shù)控技術(shù),學(xué)時(shí)數(shù)：32 開課院系：機(jī)電學(xué)院 開課專業(yè)：材料成型,數(shù)控技術(shù),(Numerical Control Technology),數(shù)控技術(shù),主講教師：劉文廣,電 話E-mail：,數(shù)控技術(shù),課程簡(jiǎn)介：,本課程主要教授數(shù)字控制機(jī)床的控制原理和相關(guān)技術(shù)方面的知識(shí)，通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，了解數(shù)字控制機(jī)床控制系統(tǒng)的組成、分類及發(fā)展趨勢(shì)。掌握數(shù)控機(jī)床數(shù)字插補(bǔ)計(jì)算方法、刀具補(bǔ)償原理及算法、典型數(shù)控裝置的軟、硬件結(jié)構(gòu)以及功能模塊之間的聯(lián)系、數(shù)字控制機(jī)床常用的檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)及工作原理、步進(jìn)電機(jī)、直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)的工作原理及使用特性，了解典型的伺服系統(tǒng)組成及工作原理。 通過(guò)本

2、門課程的學(xué)習(xí)為使用和設(shè)計(jì)現(xiàn)代制造裝備儲(chǔ)備必要的知識(shí)。,數(shù)控技術(shù),課程內(nèi)容,概述 數(shù)控機(jī)床零件程序編制 機(jī)床數(shù)控裝置的插補(bǔ)原理 計(jì)算機(jī)數(shù)字控制裝置 位置檢測(cè)裝置 數(shù)控機(jī)床的伺服控制系統(tǒng) 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu),數(shù)控技術(shù),1概述,1.1 基本概念 1.2 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)與應(yīng)用 1.3 數(shù)控機(jī)床的組成 1.4 數(shù)控機(jī)床的分類 1.5 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展,數(shù)控技術(shù),1.1 基本概念,機(jī)床數(shù)控技術(shù)是指采用數(shù)字信息形式對(duì)機(jī)床刀具（或工件）運(yùn)動(dòng)的參數(shù)實(shí)現(xiàn)控制的一門技術(shù)。 刀具（或工件）的運(yùn)動(dòng)參數(shù)包括位置、速度、復(fù)雜的軌跡甚至輔助動(dòng)作都可以編制成程序，事先存入到機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)中，從而實(shí)現(xiàn)切削加工過(guò)程高度自動(dòng)化。,數(shù)控

3、機(jī)床加工過(guò)程框圖,數(shù)控技術(shù),1.2 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)與應(yīng)用,柔性自動(dòng)化，具有廣泛的適應(yīng)性 加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定 生產(chǎn)效率高 能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜零件的加工 減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件 有利于現(xiàn)代化生產(chǎn)管理,數(shù)控技術(shù),1.3 數(shù)控機(jī)床的組成,（1） CNC裝置 （2） 操作面板 （3） 可編程邏輯控制器 （4） 伺服系統(tǒng) （5） 機(jī)床本體,數(shù)控技術(shù),（1）CNC裝置,數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心，其主要作用是根據(jù)輸入的零件加工程序或操作命令進(jìn)行相應(yīng)的處理，然后輸出控制命令到相應(yīng)的執(zhí)行部件，完成零件加工程序或操作所要求的工作。,數(shù)控技術(shù),CNC系統(tǒng),通常所說(shuō)的數(shù)控系統(tǒng)是指數(shù)控裝置與伺服系統(tǒng)的集成。 1）名牌廠家

4、FANUC、SIEMENS、CINCINNATI、NUM、HP、FAG 、GE-FANUC、三菱、華中數(shù)控、廣州數(shù)控、航天數(shù)控、北京FANUC、 2）系統(tǒng)的系列 FANUC-0TD /0MD/0C/0i/15/ SIEMENS-802S/802D/840D；,數(shù)控技術(shù),CNC系統(tǒng)工作過(guò)程,輸入 譯碼 數(shù)據(jù)處理 插補(bǔ) 將各個(gè)坐標(biāo)軸的分量送到各控制軸的驅(qū)動(dòng)電路，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換、放大去驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)各軸運(yùn)動(dòng) 實(shí)時(shí)位置反饋控制，使各個(gè)坐標(biāo)軸能精確地走到所要求的位置。,數(shù)控技術(shù),（2）操作面板,數(shù)控技術(shù),（3）可編程邏輯控制器,可編程控制器最早在美國(guó)通用汽車公司的自動(dòng)裝配線上使用并獲得了成功。它是以微處

5、理器技術(shù)為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化和通信技術(shù)的一種新型工業(yè)控制裝置。 基本組成 1.微處理器 2.存儲(chǔ)器 3.輸入部分 4.輸出部分 5.編程器,數(shù)控裝置、可編程控制器、機(jī)床之間的關(guān)系圖,數(shù)控技術(shù),內(nèi)置型PLC,從屬于CNC裝置，PLC與NC間的信號(hào)傳送在CNC裝置內(nèi)部實(shí)現(xiàn)。,數(shù)控技術(shù),獨(dú)立型PLC,獨(dú)立型PLC獨(dú)立于CNC裝置，具有完備的硬件和軟件功能，能夠獨(dú)立完成規(guī)定控制任務(wù)的裝置。,數(shù)控技術(shù),（4）伺服系統(tǒng),伺服系統(tǒng)是數(shù)控系統(tǒng)的執(zhí)行系統(tǒng)。數(shù)控裝置發(fā)出的速度和位移指令控制執(zhí)行部件按進(jìn)給速度和進(jìn)給方向位移。每個(gè)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行部件都配備一套伺服系統(tǒng)，有的伺服系統(tǒng)還有位置測(cè)量裝置，直接或間接測(cè)

6、量執(zhí)行部件的實(shí)際位移量，并反饋給數(shù)控裝置，對(duì)加工的誤差進(jìn)行補(bǔ)償。 伺服系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩大部分。 驅(qū)動(dòng)裝置 由主軸驅(qū)動(dòng)單元、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元和主軸伺服電機(jī)、進(jìn)給伺服電機(jī)組成。步進(jìn)電機(jī)、直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)是常用的伺服元件。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如主軸箱、工作臺(tái)、轉(zhuǎn)位刀架等）由相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)裝置來(lái)驅(qū)動(dòng)。,數(shù)控技術(shù),1） 伺服電機(jī)的類型直流伺服電機(jī) 流伺服電機(jī) 步進(jìn)電機(jī) 直線電機(jī) 2） 伺服系統(tǒng)的分類 開環(huán)控制伺服系統(tǒng) 閉環(huán)控制伺服系統(tǒng) 半閉環(huán)控制伺服系統(tǒng) 3） 伺服系統(tǒng)檢測(cè)元件 直線型檢測(cè)元件 ：如磁尺 回轉(zhuǎn)型的檢測(cè)元件 ：脈沖編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器、光柵等。,數(shù)控技術(shù),（5）機(jī)床本體,數(shù)

7、控機(jī)床的本體與普通機(jī)床基本類似，不同之處是數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、剛性好，傳動(dòng)系統(tǒng)采用滾珠絲杠代替普通機(jī)床的絲杠和齒條傳動(dòng)，主軸變速系統(tǒng)簡(jiǎn)化了齒輪箱，普遍采用變頻調(diào)速和伺服控制。 機(jī)床本體主要由以下幾部分組成：主運(yùn)動(dòng)部件主軸、進(jìn)給機(jī)構(gòu)等完成切削加工，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件工作臺(tái)、刀架，支撐部件床身、立柱，輔助裝置冷卻、潤(rùn)滑、轉(zhuǎn)位、夾緊、換刀機(jī)械手等。,數(shù)控技術(shù),1.4 數(shù)控機(jī)床的分類,1.4.1 按照加工工藝及機(jī)床用途分類 1.4.2 按照機(jī)床運(yùn)動(dòng)的控制軌跡分類 1.4.3 按照伺服控制方式分類 1.4.4 按照數(shù)控系統(tǒng)的功能水平分類,數(shù)控技術(shù),1.4.1 按照加工工藝及機(jī)床用途分類,（1）金屬切削類 （2）

8、金屬成形類 （3）特種加工類 （4）測(cè)量繪圖類,數(shù)控技術(shù),（1）金屬切削類,普通數(shù)控機(jī)床 11大類，通用特征代號(hào)“K”表示，數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床等。 加工中心 具有刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置，通用特征代號(hào)“H”表示，銑鏜加工中心、車削中心、磨削中心等。,普通數(shù)控機(jī)床,加工中心,數(shù)控技術(shù),（2）金屬成形類,使用擠、沖、壓、拉等成形工藝的數(shù)控機(jī)床，如數(shù)控剪板機(jī)、折彎?rùn)C(jī)等。,數(shù)控技術(shù),（3）特種加工類,電火花切割機(jī)床、電火花成形機(jī)床、激光加工機(jī)床等。,數(shù)控技術(shù),（4）測(cè)量繪圖類,三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、繪圖機(jī)和對(duì)刀儀。,數(shù)控技術(shù),1.4.2 按照機(jī)床運(yùn)動(dòng)的控制軌跡分類,（1）點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床 （2）直線控制數(shù)

9、控機(jī)床 （3）輪廓控制數(shù)控機(jī)床,數(shù)控技術(shù),（1）點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床,這類數(shù)控裝置在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不進(jìn)行切削加工，對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡沒(méi)有要求，要求有較高的終點(diǎn)定位精度。 數(shù)控程序中一般不指定進(jìn)給速度，按事先規(guī)定的速度（較快的定位速度）運(yùn)動(dòng)。 該系統(tǒng)常用于數(shù)控鉆床、數(shù)控鉆鏜床上。,數(shù)控技術(shù),（2）直線控制數(shù)控機(jī)床,直線運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)通常在坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行切削加工，坐標(biāo)軸的驅(qū)動(dòng)要承受切削力。指令中要 給出下一位置的數(shù)值，同時(shí)給出移動(dòng)到該位置的進(jìn)給速度。,數(shù)控技術(shù),（3）輪廓控制數(shù)控機(jī)床,兩個(gè)或兩個(gè)以上的坐標(biāo)軸根據(jù)指令要求協(xié)調(diào)地運(yùn)行。指令中指明運(yùn)動(dòng)輪廓曲線的類型（點(diǎn)位、直線、順圓、逆圓，拋物線及樣條曲線等），并指

10、出下一點(diǎn)的位置和移動(dòng)至該位置的進(jìn)給速度。各坐標(biāo)軸的進(jìn)給速度是根據(jù)輪廓各軸相互位置關(guān)系而變化的。 在輪廓控制系統(tǒng)中采用插補(bǔ)運(yùn)算來(lái)處理各坐標(biāo)軸速度的變化。各坐標(biāo)軸一邊移動(dòng)，刀具一邊進(jìn)行切削，各坐標(biāo)軸均承受切削力。,數(shù)控技術(shù),數(shù)控車床、數(shù)控銑床及加工中心等均為輪廓控制系統(tǒng)。 輪廓控制系統(tǒng)能加工復(fù)雜曲面的零件，能控制多坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床，并具有空間直線或圓弧的插補(bǔ)功能。 配置有輪廓控制CNC系統(tǒng)的數(shù)控車床，具有兩軸聯(lián)動(dòng)，能加工外圓、錐度以及母線為曲線的回轉(zhuǎn)體。 數(shù)控銑床具有兩軸半或三軸聯(lián)動(dòng)的CNC系統(tǒng)，能進(jìn)行平面插補(bǔ)或空間插補(bǔ)。兩軸半的數(shù)控銑床，其中兩軸聯(lián)動(dòng)，當(dāng)兩軸停止時(shí)，另一軸作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。,數(shù)控技

11、術(shù),加工中心具有三軸、四軸或五軸聯(lián)動(dòng)的功能。能加工空間任意曲面，具備直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、條樣插補(bǔ)、漸開線插補(bǔ)、螺旋插補(bǔ)等多種插補(bǔ)功能。 插補(bǔ)功能越強(qiáng)與控制的軸數(shù)越多，CNC系統(tǒng)越復(fù)雜，造價(jià)也越高。 能進(jìn)行輪廓控制的CNC系統(tǒng)，也能進(jìn)行直線控制或點(diǎn)位控制。先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)都屬于輪廓控制的CNC系統(tǒng)。,數(shù)控技術(shù),1.4.3 按照伺服控制方式分類,（1）開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床 （2）閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床 （3）半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床 （4）混合控制數(shù)控機(jī)床,數(shù)控技術(shù),(1) 開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床,這類控制的數(shù)控機(jī)床是其控制系統(tǒng)沒(méi)有位置檢測(cè)元件，伺服驅(qū)動(dòng)部件通常為反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或混合式伺服步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。步進(jìn)電機(jī)每發(fā)出一個(gè)

12、進(jìn)給指令，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路功率放大后，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，再經(jīng)過(guò)齒輪減速裝置帶動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，通過(guò)絲杠螺母機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換為移動(dòng)部件的直線位移。移動(dòng)部件的移動(dòng)速度與位移量是由輸入脈沖的頻率與脈沖數(shù)所決定的。此類數(shù)控機(jī)床的信息流是單向的，即進(jìn)給脈沖發(fā)出去后，實(shí)際移動(dòng)值不再反饋回來(lái)，所以稱為開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。,步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)線路,指令脈沖,機(jī)床工作臺(tái),開環(huán)伺服系統(tǒng),功率脈沖,數(shù)控技術(shù),(2) 閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床,這類機(jī)床在機(jī)床移動(dòng)部件上直接安裝直線位移檢測(cè)裝置，直接對(duì)工作臺(tái)的實(shí)際位移進(jìn)行檢測(cè)，將測(cè)量的實(shí)際位移值反饋到數(shù)控裝置中，與輸入的指令位移值進(jìn)行比較，用差值對(duì)機(jī)床進(jìn)行控制，使移動(dòng)部件按照實(shí)際需要的位移量運(yùn)動(dòng)，

13、最終實(shí)現(xiàn)移動(dòng)部件的精確運(yùn)動(dòng)和定位。從理論上講，閉環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)精度主要取決于檢測(cè)裝置的檢測(cè)精度，也與傳動(dòng)鏈的誤差無(wú)關(guān)，因此其控制精度高。這類控制的數(shù)控機(jī)床，因把機(jī)床工作臺(tái)納入了控制環(huán)節(jié)，故稱為閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。,位置檢測(cè)裝置 機(jī)床工作臺(tái),速度反饋,位移反饋,+,_,信號(hào)變換電路,位移指令,速度指令,電壓指令,信號(hào)比較電路,閉環(huán)伺服系統(tǒng),數(shù)控技術(shù),數(shù)控技術(shù),(3) 半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床,半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床是在伺服電動(dòng)機(jī)的軸或數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)絲杠上裝有角位移電流檢測(cè)裝置（如光電編碼器等），通過(guò)檢測(cè)絲杠的轉(zhuǎn)角間接地檢測(cè)移動(dòng)部件的實(shí)際位移，然后反饋到數(shù)控裝置中去，并對(duì)誤差進(jìn)行修正。由于工作臺(tái)沒(méi)有包括在控制回

14、路中，因而稱為半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。,數(shù)控技術(shù),數(shù)控技術(shù),(4) 混合控制數(shù)控機(jī)床,將以上三類數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，就形成了混合控制數(shù)控機(jī)床。混合控制數(shù)控機(jī)床特別適用于大型或重型數(shù)控機(jī)床，因?yàn)榇笮突蛑匦蛿?shù)控機(jī)床需要較高的進(jìn)給速度與相當(dāng)高的精度，其傳動(dòng)鏈慣量與力矩大，如果只采用全閉環(huán)控制，機(jī)床傳動(dòng)鏈和工作臺(tái)全部置于控制閉環(huán)中，閉環(huán)調(diào)試比較復(fù)雜?；旌峡刂葡到y(tǒng)又分為兩種形式：開環(huán)補(bǔ)償型和半閉環(huán)補(bǔ)償型 。,開環(huán)補(bǔ)償型,半閉環(huán)補(bǔ)償型,數(shù)控技術(shù),1.4.4 按照數(shù)控系統(tǒng)的功能水平分類,（1）經(jīng)濟(jì)型 （2）普及型 （3）高檔型,數(shù)控技術(shù),1.5 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展,1.5.1 數(shù)控技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展 1.5.2

15、直接數(shù)字控制 1.5.3 柔性制造單元及柔性制造系統(tǒng) 1.5.4 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng) 1.5.5 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì),數(shù)控技術(shù),1.5.1 數(shù)控技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展,計(jì)算機(jī)技術(shù)的每一點(diǎn)進(jìn)步都在推動(dòng)數(shù)控技術(shù)向前發(fā)展。 1 電子管，1952，Parsons Corp.,MIT,美空軍后勤司令部合作，第一臺(tái)立式銑；2 晶體管、印刷電路，1959，晶體管元件的出現(xiàn)使電子設(shè)備的體積大大減小，數(shù)控系統(tǒng)中廣泛采用晶體管和印刷電路板，K&T開發(fā)第一臺(tái)加工中心MILWAUKEE-MATIC。 3 小規(guī)模集成電路,1965,由于它體積小、功耗低，使數(shù)控系統(tǒng)的可靠性得以進(jìn)一步提高。1967英國(guó)最初的FMS. 4 通

16、用小型計(jì)算機(jī),1970，在美國(guó)芝加哥國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)上，首次展出了一臺(tái)以通用小型計(jì)算機(jī)作為數(shù)控裝置的數(shù)控系統(tǒng)，特征為許多數(shù)控功能由軟件完成。 5 微處理器，1974，開始出現(xiàn)的以微處理器為核心的數(shù)控系統(tǒng)被人們譽(yù)為第五代數(shù)控系統(tǒng)，近30年來(lái)，裝備微處理機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床得到飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。 6 基于PC（PC-BASED）的數(shù)控,20世紀(jì)80年代，基于PC開發(fā)式數(shù)控系統(tǒng)。,第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床,數(shù)控技術(shù),1.5.2 直接數(shù)字控制,利用計(jì)算機(jī)的分時(shí)處理功能直接對(duì)多個(gè)控制回路實(shí)現(xiàn)多種形式控制的多功能數(shù)字控制系統(tǒng)。在這類系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)的輸出直接作用于控制對(duì)象，故稱直接數(shù)字控制，英文縮寫 DDC。直接數(shù)字

17、控制系統(tǒng)是一種閉環(huán)控制系統(tǒng)。 直接數(shù)字控制系統(tǒng)具有在線實(shí)時(shí)控制、分時(shí)方式控制和靈活性、多功能性三個(gè)特點(diǎn)。,數(shù)控技術(shù),1.5.3 柔性制造單元及柔性制造系統(tǒng),柔性制造單元由一臺(tái)或數(shù)臺(tái)數(shù)控機(jī)床或加工中心構(gòu)成的加工單元。該單元根據(jù)需要可以自動(dòng)更換刀具和夾具，加工不同的工件。柔性制造單元適合加工形狀復(fù)雜，加工工序簡(jiǎn)單，加工工時(shí)較長(zhǎng)，批量小的零件。它有較大的設(shè)備柔性，但人員和加工柔性低。 所謂柔性，是指一個(gè)制造系統(tǒng)適應(yīng)各種生產(chǎn)條件變化的能力，它與系統(tǒng)方案、人員和設(shè)備有關(guān)。系統(tǒng)方案的柔性是指加工不同零件的自由度。人員柔性是指操作人員能保證加工任務(wù)，完成數(shù)量和時(shí)間要求的適應(yīng)能力。設(shè)備柔性是指機(jī)床能在短期內(nèi)適

18、應(yīng)新零件的加工能力。 面對(duì)產(chǎn)品個(gè)性化的需求，和不斷上升的制造成本，改進(jìn)生產(chǎn)的柔性一直是制造業(yè)者的企求，柔性制造單元（FMC）和柔性制造系統(tǒng)（FMS）應(yīng)用而生。,數(shù)控技術(shù),FMC實(shí)際上是數(shù)控加工中心的擴(kuò)展，一般是由加工中心和工業(yè)機(jī)器人各一臺(tái)組成，并由后臺(tái)計(jì)算機(jī)統(tǒng)一作可編程控制。 由DNC演進(jìn)而來(lái)的FMS，一般由數(shù)臺(tái)加工中心、工業(yè)機(jī)器人和自動(dòng)制導(dǎo)車輛（AGV）組成，由后臺(tái)計(jì)算機(jī)統(tǒng)一控制。 FMC/FMS具有一定的柔性，但是由于有限的裝備硬件功能和巨額設(shè)備投資，面對(duì)多變的市場(chǎng)需求，常不能產(chǎn)生期望效益。因此選擇此技術(shù)時(shí)要進(jìn)行詳細(xì)的投入產(chǎn)出評(píng)估。,柔性制造系統(tǒng)是由統(tǒng)一的信息控制系統(tǒng)、物料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)和一組數(shù)

19、字控制加工設(shè)備組成，能適應(yīng)加工對(duì)象變換的自動(dòng)化機(jī)械制造系統(tǒng)，英文縮寫為FMS。FMS的工藝基礎(chǔ)是成組技術(shù)，它按照成組的加工對(duì)象確定工藝過(guò)程，選擇相適應(yīng)的數(shù)控加工設(shè)備和工件、工具等物料的儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)，并由計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。故能自動(dòng)調(diào)整并實(shí)現(xiàn)一定范圍內(nèi)多種工件的成批高效生產(chǎn)，并能及時(shí)地改變產(chǎn)品以滿足市場(chǎng)需求。FMS兼有加工制造和部分生產(chǎn)管理兩種功能，因此能綜合地提高生產(chǎn)效益。FMS的工藝范圍正在不斷擴(kuò)大，包括毛坯制造、機(jī)械加工、裝配和質(zhì)量檢驗(yàn)等。 柔性制造系統(tǒng)是一種技術(shù)復(fù)雜、高度自動(dòng)化的系統(tǒng)，它將微電子學(xué)、計(jì)算機(jī)和系統(tǒng)工程等技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，理想和圓滿地解決了機(jī)械制造高自動(dòng)化與高柔性化之間的矛盾。它具

20、有設(shè)備利用率高、生產(chǎn)能力相對(duì)穩(wěn)定、產(chǎn)品質(zhì)量高、運(yùn)行靈活和產(chǎn)品應(yīng)變能力大的優(yōu)點(diǎn),數(shù)控技術(shù),1.5.4 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng),(CIMS-Computer Integrated Making System) ，簡(jiǎn)稱CIMS，又稱計(jì)算機(jī)綜合制造系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)中，集成化的全局效應(yīng)更為明顯。在產(chǎn)品生命周期中，各項(xiàng)作業(yè)都已有了其相應(yīng)的計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)，如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃(CAPP)、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試(CAT)、計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量控制(CAQ)等。這些單項(xiàng)技術(shù)“CAX”原來(lái)都是生產(chǎn)作業(yè)上的“自動(dòng)化孤島”，單純地追求每一單項(xiàng)技術(shù)上的最優(yōu)化，不一定能夠達(dá)到企業(yè)的總目標(biāo)

21、縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)間，降低產(chǎn)品的成本和價(jià)格，改善產(chǎn)品的質(zhì)量和服務(wù)質(zhì)量以提高產(chǎn)品在市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。,數(shù)控技術(shù),1.5.5 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì),高速高效化 精密化 復(fù)合化 智能化 信息化 環(huán)?；?設(shè)計(jì)模塊化,數(shù)控技術(shù),高速高效化,高速和超高速加工技術(shù)可以提高加工效率，也是加工難削材料、提高加工精度、控制振動(dòng)的重要保障。其技術(shù)關(guān)鍵是提高機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度。比如進(jìn)一步提高高速電主軸最高轉(zhuǎn)速及功率、扭矩，采用傳感技術(shù)進(jìn)行振動(dòng)監(jiān)測(cè)和診斷，進(jìn)一步輕量化進(jìn)給系統(tǒng)，采用直線電機(jī)和力矩電機(jī)的直接驅(qū)動(dòng)方式，由刀具主軸部件實(shí)現(xiàn)機(jī)床的個(gè)直線坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)等。 機(jī)床向高速化方向發(fā)展，可充分發(fā)揮現(xiàn)代刀具材料的性能，可大幅度提

22、高加工效率、降低加工成本，提高零件的表面加工質(zhì)量和精度。上世紀(jì)90年代以來(lái)，高速主軸單元（電主軸，轉(zhuǎn)/min）、高速且高加/減速度的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件（快移速度60120m/min，切削進(jìn)給速度高達(dá)60m/min）、高性能伺服系統(tǒng)以及工具系統(tǒng)都出現(xiàn)了新的突破。,數(shù)控技術(shù),普通的加工精度提高了一倍，達(dá)到5微米；精密加工精度提高了兩個(gè)數(shù)量級(jí)，超精密加工精度進(jìn)入納米級(jí)（0.001微米），主軸回轉(zhuǎn)精度要求達(dá)到0.010.05微米，加工圓度為0.1微米，加工表面粗糙度Ra=0.003微米等。近10多年來(lái)，普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10m提高到5m，精密級(jí)加工中心的加工精度則從35m

23、，提高到11.5m,數(shù)控技術(shù),1993 1994 1995 1996 1997 年度 Ra表面粗糙度（um），加工誤差（um）， Vf進(jìn)給速度（mm/min），Vc切削速度（m/min）,數(shù)控機(jī)床的高速化對(duì)加工質(zhì)量的影響,數(shù)控技術(shù),精密化,由于機(jī)床結(jié)構(gòu)和各組件加工的精密化，機(jī)床達(dá)到微米級(jí)精度已不是問(wèn)題。目前高檔數(shù)控機(jī)床定位精度（全行程）已達(dá)0.0040.006mm，重復(fù)定位精度0.0020.003mm。同時(shí)，代表精度水平的超精密的納米級(jí)機(jī)床已開始不斷涌現(xiàn)。,數(shù)控技術(shù),復(fù)合化,在零部件一體化程度不斷提高、數(shù)量不斷減少的同時(shí)，加工的產(chǎn)品形狀日益復(fù)雜，多軸化控制的機(jī)床適合加工形狀復(fù)雜的工件。另一方面，產(chǎn)品周期的縮短要求加工機(jī)床能夠隨時(shí)調(diào)整和適應(yīng)新的變化，滿足各種各樣產(chǎn)品的加工需求，這就要求1臺(tái)機(jī)床能夠處理以往需要幾臺(tái)機(jī)床處理的工序。在保持工序集中和減少工件重新安裝定位的前提下，使更多的不同加工過(guò)程復(fù)合在一臺(tái)機(jī)床上，以減少占地面積，減少零件傳送和庫(kù)存，保證